[发明专利]准循环低密度奇偶校验编码设计方法及装置

说明书

本发明提供了一种准循环低密度奇偶校验编码设计方法及装置，其中，该方法包括：依据准循环低密度奇偶校验LDPC码的奇偶校验矩阵对长度为K比特的待编码信息序列进行LDPC编码，获得长度为N比特的LDPC编码序列；其中，所述奇偶校验矩阵由基础矩阵和提升值Z确定，并且所述基础矩阵由所述提升值Z和系数矩阵确定，所述K是正整数，N是大于K的整数，Z是正整数。通过本发明，解决了相关技术中的准循环LDPC码的性能较差问题。

技术领域

本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种准循环低密度奇偶校验编码设计方法及装置。

背景技术

在相关技术的数字通信系统中，一般包括三个部分：发送端、信道和接收端。发送端可对信息序列进行信道编码从而获取编码码字，对编码码字进行交织，并将交织后的比特映射成调制符号，然后可以根据通信信道信息来处理和发送调制符号。在信道中，由于多径、移动等因素导致特定的信道响应，这些都会使数据传输失真，同时由于噪声和干扰也会进一步恶化数据传输。接收端接收通过信道后的调制符号数据，此时的调制符号数据已经失真，需要进行特定处理才能恢复原始信息序列。

根据发送端对信息序列的编码方法，接收端可以对接收数据进行相应处理从而可靠地恢复原始信息序列。所述的编码方法必须是收发两端都是可见的。一般地，所述编码处理方法是基于前向纠错(Forward Error Correction，FEC)编码，其中，前向纠错编码在信息序列中添加一些冗余信息。接收端可以利用该冗余信息来可靠地恢复原始信息序列。

一些常见的FEC编码包括：卷积码、Turbo码和低密度奇偶校验(Low DensityParity Check，LDPC)码。FEC编码过程中，对比特数目为k的信息序列进行FEC编码获得n比特的FEC编码码字(冗余比特为n-k)，FEC编码码率为k/n。LDPC码是一种可以用非常稀疏的奇偶校验矩阵或者二分图定义的线性分组码，正是利用它的校验矩阵的稀疏性，才能实现低复杂度的编译码，从而使得LDPC走向实用化。经过各种实践和理论证明，LDPC码是在加性高斯白噪声(Additive White Gaussian Noise，AWGN)信道下性能最为优良的信道编码，性能非常靠近香农极限。LDPC码的奇偶校验矩阵中，每一行都是一个奇偶校验码，每一行中如果某一索引位置元素值等于1则说明该比特参与到该奇偶校验码中，如果等于0，则说明该位置比特不参与该奇偶校验码。

准循环LDPC码由于具有结构化特征，逐渐成为主流应用，如在IEEE802.11ac、IEEE802.11ad、IEEE802.11aj、IEEE802.16e、IEEE802.11n、DVB、微波通信以及光纤通信等中获得大量应用。准循环LDPC码的奇偶校验矩阵H为M×Z行和N×Z列的矩阵，它是由M×N个子矩阵构成，每个子矩阵都是大小为Z×Z的基本置换矩阵的不同幂次，也就是大小为Z×Z单位阵的循环移位若干值所获得的子矩阵。为了从数学上更容易描述单位阵的循环移位，准循环LDPC码的奇偶校验矩阵可以描述为有如下的数学公式形式：

如果hb_ij＝＝-1，则有是大小为Z×Z的全零矩阵；否则，是对标准置换矩阵P的非负整数次幂，所述的标准置换矩阵P如下所示：

通过这样定义，Z和幂次hb_ij可以唯一标识每一个分块矩阵，如果某一分块矩阵为全0矩阵，可以用“-1”来表示或者空值表示或者其他形式表示；而如果是单位阵的循环移位s获得，则等于s。所有hb_ij可以构成一个准循环LDPC编码的基础矩阵Hb，进而LDPC码的基础矩阵Hb可以表示如下：